混凝土的導熱性較差,澆筑初期,混凝土的彈性模量和強度都很低,對于水化熱急劇溫升引起的變形約束不大,溫度應力也就較小 。隨著混凝土齡期的逐漸增長,彈性模量和強度相應的提高,對混凝土降溫收縮變形的約束愈來愈強,即產生很大的溫度應力,當混凝土的抗拉強度不足以抵抗該溫度應力時,便開始產生溫度裂縫 。
2.約束條件
結構在變形時,會受到一定的阻礙而阻擋其自由變形,該阻礙稱為約束 。前面講過,約束分為外約束與內約束 。大體積混凝土由于溫度變化產生變形,這種變形受到約束才產生應力,在全約束條件下,混凝土結構的變形,應是溫差和混凝土線膨脹系數(shù)的乘積,即ε=ΔT?α,當變形超過混凝土的極限拉伸值時,結構便出現(xiàn)裂縫 。由于結構不可能受到全約束,且混凝土還有徐變變形,所以當混凝土內外溫差在25℃甚到達30℃情況下混凝土也可能不開裂 。無約束就不會產生應力,因此,改善約束對于防止混凝土開裂有積極作用 。
3.外界氣溫變化
溫度應力時由溫差引起的變形造成的,溫差越大,溫度應力也越大 。大體積混凝土結構施工期間,外界氣溫的變換情況對大體積混凝土的裂縫產生有重要的影響 ?;炷恋膬炔繙囟仁菨仓囟取⑺療岬慕^熱溫升和結構散熱降溫等各種溫度的疊加之和 。外界氣溫越高,混凝土的澆筑溫度也越高;如果外界溫度下降,會增加混凝土的降溫幅度,特別在外界氣溫劇降時,會增加外層混凝土與內部混凝土的溫度梯度,這對大體積混凝土極為不利 。
4.混凝土的收縮變形
混凝土的拌合水中,只有約20%的水分是水泥水化所需要的,其余80%都是要被蒸發(fā)掉的 ?;炷翋鬯嗨^程中要產生體積變形,多數(shù)是收縮變形,只有少數(shù)為膨脹變形,這主要取決于所采用的膠凝材料的性質 ?;炷林卸嘤嗨恼舭l(fā)是引起混凝土體積收縮的主要原因之一 。這種干燥收縮變形不受約束條件的影響,若存在約束,就會產生收縮應力,引起混凝土裂縫 。
混凝土的干燥收縮機理較復雜,其主要原因是混凝土內部空隙水隨著蒸發(fā)變化時引起的毛細管引力所導致 。這種干燥收縮在很大程度上市可自行恢復的,如果處于水飽和狀態(tài),混凝土還可以恢復達到原有的體積 。除上述干燥收縮外,混凝土還產生碳化收縮 。
大體積混凝土產生裂縫的因素有哪些1、內外溫差的影響
由于大體積混凝土澆筑后,水泥水化會在其內部產生大量的熱量,而其熱量不易散發(fā),使混凝土內部溫度升高,而其外露表面熱量易散發(fā),就必然會造成混凝土內部與表面的溫差過大,這樣就會產生溫度應力和溫度變形 。會使混凝土內部產生壓應力,表面產生拉應力 ?;炷猎胶?水泥用量越大,內部溫度愈高 。而且溫差越大,其溫度應力也越大 。如溫差產生的表面拉應力超過此時混凝土的極限抗拉強度,就會在其表面產生裂縫 。
同時,如果在混凝土施工階段氣溫下降較大的話,會使混凝土內外溫差增大,形成較大的溫度應力,使大體積混凝土表面出現(xiàn)裂縫 。
2.約束條件的影響
澆筑大體積混凝土時,其內部產生的水化熱會使混凝土的溫度升高,由此產生的變形可能會受到已有結構或模板的約束,從而產生約束應力 。在混凝土澆筑完成后,溫度的上升會使混凝土產生的膨脹變形,周邊的約束會使其內部產生壓應力 。而當混凝土水化反應減慢,溫度下降時,又會在其內部產生拉應力,當其超過混凝土的當時的抗拉強度時,其內部會出現(xiàn)垂直裂縫 。
3.混凝土的收縮變形
在施工中,
大體積混凝土因收縮變形也會引起的裂縫,水泥的量、混凝土配合比、外加劑與施工工藝、養(yǎng)護條件等都是影響混凝土收縮的因素 。
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